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Title:
TRANSMISSION ARRANGEMENT AND METHOD FOR PRODUCING A TRANSMISSION ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/214889
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a transmission arrangement, in particular for use in vehicles or the like, comprising a first transmission element and a second transmission element, which is arranged at least partially in the radial interior of the first transmission element and has the form of a shaft, which are mounted in relation to one another via a bearing device, characterized in that the second transmission element is designed to provide at least a part of a bearing raceway for rolling elements of the bearing device.

Inventors:
DENK RUDOLF (DE)
GRAEULER DIRK (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/059016
Publication Date:
November 14, 2019
Filing Date:
April 10, 2019
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16C19/18; F16C25/06; F16C33/58
Domestic Patent References:
WO2013100285A12013-07-04
WO2009109362A12009-09-11
Foreign References:
DE102015215196A12017-02-16
EP3048318A12016-07-27
DE102015200463A12016-07-14
DE102014222281A12016-05-04
DE102014222275A12016-05-04
DE102014205980A12015-10-01
DE3622671C11987-08-27
JPH06213230A1994-08-02
DD243739A11987-03-11
DE102006041717A12008-03-27
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Claims:
Patentansprüche

1. Getriebeanordnung (1 ), insbesondere zum Einsatz in Fahrzeugen oder dergleichen, umfassend

ein erstes Getriebeelement (2) und ein zumindest teilweise im radial Inneren des ersten Getriebeelements (2) angeordnetes zweites Getriebeelement (3) in Form einer Welle, welche über eine Lagereinrichtung (4) zueinander gelagert sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

das zweite Getriebeelement (3) ausgebildet ist, zumindest einen Teil einer Lagerlaufbahn (5a) für Wälzelemente (6) der Lagereinrichtung (4) bereitzustellen.

2. Getriebeanordnung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzelemente (6) der Lagereinrichtung (4) mittels einer Vorspanneinrichtung (7) vorspannbar sind.

3. Getriebeanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 -2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (7) in axialer Richtung (100) an dem zweiten Getriebeelement verstellbar und an diesem festlegbar ist.

4. Getriebeanordnung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (7) mittels einer formschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Verschraubung (8), an dem zweiten Getriebeelement (3) festlegbar ist.

5. Getriebeanordnung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (7) ausgebildet ist, zumindest einen Teil der Lagerlaufbahn (5b) für Wälzelemente (6) der Lagereinrichtung (4) bereitstellen.

6. Getriebeanordnung gemäß einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (7) in Form eines Gewinderings, welcher zumindest einen Teil der Lagerlaufbahn (5b) für Wälzelemente (6b) der

Lagereinrichtung (4) bereitstellt, ausgebildet ist.

7. Getriebeanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 -6, dadurch

gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (4) als Doppellager, insbesondere als doppeltes Schrägkugellager (9) ausgebildet ist.

8. Getriebeanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 -7 dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Außenseite der Lagereinrichtung (4) mit dem ersten Getriebeelement (2) mittels einer formschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Verschraubung (10), festlegbar ist.

9. Getriebeanordnung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (4) einen Lageraußenring (11 ) umfasst, der an dem ersten

Getriebeelement (2) festlegbar ist.

10. Getriebeanordnung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (11 ) an dem ersten Getriebeelement (2) mittels einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Pressverbindung, einer

Schraubverbindung oder dergleichen festgelegt ist.

11. Getriebeanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 -10, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (1) in Form eines Planetengetriebes

ausgebildet ist, wobei das zweite Getriebeelement (3) eine Abtriebswelle des

Planetengetriebes ist.

12. Verfahren zur Herstellung einer Getriebeanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 1-11 , umfassend die Schritte

Bereitstellen eines ersten und eines zweiten Getriebeelements (2, 3), Ausbilden zumindest eines Teils einer Lagerlaufbahn (5a) für Elemente (6) einer Lagereinrichtung (4) auf der radialen Außenseite des zweiten

Getriebeelements (3),

Anordnen der Wälzelemente (6) der Lagereinrichtung (4)

Festlegen der Wälzelemente (6) der Lagereinrichtung (4) mittels einer Festlegeeinrichtung (8, 9), und

Anordnen des ersten Getriebeelements (2) auf der radialen Außenseite der Lagereinrichtung (4).

13. Wankstabilisator mit einer Getriebeanordnung (1 ) gemäß einem der

Ansprüche 1-11.

Description:
Getriebeanordnunq sowie Verfahren zur Herstellung einer Getriebeanordnung

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung, insbesondere zum Einsatz in Fahrzeugen oder dergleichen, umfassend ein erstes Getriebeelement und ein zumindest teilweise im radial Inneren des ersten Getriebeelements angeordnetes zweites Getriebeelement in Form einer Welle, welche über eine Lagereinrichtung

aneinandergelagert sind.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung einer Getriebeanordnung.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Wankstabilisator mit einer Getriebeanordnung.

Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein auf beliebige Getriebeanordnungen anwendbar ist, wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf eine Getriebeanordnung in einer Lenkung eines Kraftfahrzeugs erläutert.

Insbesondere im Bereich von Lenkgetrieben in Kraftfahrzeugen ist es bekannt geworden, Kugelgewindetriebe einzusetzen, um Drehbewegungen in lineare Bewegungen umzuwandeln. Hierbei wird eine Drehbewegung des Lenkrades bzw. der Lenksäule in eine lineare Bewegung eines die gelenkten Räder verstellenden Lenkers umgesetzt. Aus der WO 2009/109362 ist ein Kugelgewindetrieb mit einer drehangetriebenen und über ein Wälzkörperstützlager in einer Maschinenstruktur drehgelagerten Kugelmutter und einer linear verschiebbaren Kugelspindel bekannt geworden. Das Stützlager ist hierbei als Kugelrollenlager ausgebildet.

Aus der DE 10 2006 041 717 A1 ist eine elektromechanische Lenkung mit einer Kugelgewindemutter und einem Wälzlager bekannt geworden, über das die Kugelgewindemutter drehbar gelagert ist.

Nachteilig dabei ist, dass der Bauraum, insbesondere in radialer Richtung, groß ist. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Kugelgewindetrieb wenig flexibel ist, insbesondere das Betriebsspiel nicht bzw. nur aufwendig oder kostenintensiv anpassbar ist. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine kompakte Getriebeanordnung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Getriebeanordnung sowie ein alternatives Herstellungsverfahren und einen alternativen Wankstabilisator anzugeben.

Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben bei einer

Getriebeanordnung, insbesondere zum Einsatz in Fahrzeugen oder dergleichen, umfassend ein erstes Getriebeelement und ein zumindest teilweise im radial Inneren des ersten Getriebeelements angeordnetes zweites Getriebeelement in Form einer Welle, welche über eine Lagereinrichtung zueinander gelagert sind, dadurch, dass das zweite Getriebeelement ausgebildet ist, zumindest einen Teil einer Lagerlaufbahn für Wälzelemente der Lagereinrichtung bereitzustellen.

Die vorliegende Erfindung löst die vorstehenden Aufgaben ebenfalls bei einem Verfahren zur Herstellung einer Getriebeanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 - 11 durch die Schritte

- Bereitstellen eines ersten und eines zweiten Getriebeelements,

- Ausbilden zumindest eines Teils einer Lagerlaufbahn für Elemente einer Lagereinrichtung auf der radialen Außenseite des zweiten

Getriebeelements,

- Anordnen der Wälzelemente der Lagereinrichtung

- Festlegen der Wälzelemente der Lagereinrichtung mittels einer

Festlegeeinrichtung, und

- Anordnen des ersten Getriebeelements auf der radialen Außenseite der Lagereinrichtung.

Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben ebenfalls mit einem Wankstabilisator mit einer Getriebeanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 - 11.

Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass auf einfache und zuverlässige Weise insbesondere der radiale Bauraum verringert wird, da zumindest einige der

Wälzelemente der Lagereinrichtung direkt auf dem zweiten Getriebeelement, respektive der Welle, abwälzen können. Das zweite Getriebeelement bildet dabei zumindest einen Teil der Lagerlaufbahn der Lagereinrichtung.

Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar:

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Wälzelemente der Lagereinrichtung mittels einer Vorspanneinrichtung vorspannbar. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit die Vorspannung der Wälzelemente der Lagereinrichtung einstellbar ist, um beispielsweise Betriebsspiel und/oder Lagerverlustmoment anpassen zu können.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Vorspanneinrichtung in axialer Richtung an dem zweiten Getriebeelement verstellbar und an diesem festlegbar. Damit kann auf besonders einfache Weise die Vorspannung für

Wälzelemente der Lagereinrichtung eingestellt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Vorspanneinrichtung mittels einer formschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Verschraubung, an dem zweiten Getriebeelement festlegbar. Damit wird eine besonders einfache und kostengünstige und gleichzeitig zuverlässige Festlegung der Vorspanneinrichtung ermöglicht.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Vorspanneinrichtung ausgebildet, zumindest einen Teil der Lagerlaufbahn für Wälzelemente der Lagereinrichtung bereitstellen. Damit kann ein kompakter Aufbau bei gleichzeitiger flexibler Einstellung der Vorspannung erreicht werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Vorspanneinrichtung in Form eines Gewinderings ausgebildet. Vorteil hiervon ist, dass eine einfache

Vorspanneinrichtung zur Verfügung gestellt wird, ohne den Bauraum wesentlich zu vergrößern.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Lagereinrichtung als Doppellager, insbesondere als doppeltes Schrägkugellager, ausgebildet. Vorteil hiervon ist, dass insbesondere bei einem doppelten Schrägkugellager, sowohl radiale als auch axiale Kräfte aufgenommen werden können.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die radiale Außenseite der Lagereinrichtung mit dem ersten Getriebeelement mittels einer formschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Verschraubung, festlegbar. Vorteil hier ist eine einfache sowie kostengünstige und zuverlässige Festlegung.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Lagereinrichtung einen Lageraußenring, der an dem ersten Getriebeelement festlegbar ist. Damit wird eine kostengünstige und kompakte Lagereinrichtung zur Verfügung gestellt, die an dem ersten Getriebeelement festlegbar, insbesondere verschraubbar, ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Lageraußenring an dem ersten Getriebeelement mittels einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Pressverbindung, einer Schraubverbindung oder dergleichen festgelegt. Dies ermöglicht eine flexible Festlegung des Lageraußenrings, je nach vorgegebenen Bedingungen oder Anforderungen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Getriebeanordnung in Form eines Planetengetriebes ausgebildet, wobei das zweite Getriebeelement eine Abtriebswelle des Planetengetriebes ist. Vorteil hiervon ist eine zuverlässige und kompakte Lagerung der Abtriebswelle eines Planetengetriebes.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.

Figur 1 zeigt eine Getriebeanordnung gemäß einer Ausführungsform der

vorliegenden Erfindung; und

Figur 2 zeigt einen Wankstabilisator mit einer Getriebeanordnung gemäß einer

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Figur 1 zeigt eine Getriebeanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in schematischer Form im Querschnitt.

In Figur 1 ist eine Getriebeanordnung 1 gezeigt. Radial von innen nach außen umfasst die Getriebeanordnung 1 ein zweites Getriebeelement 3 in Form einer Abtriebswelle eines Planetengetriebes. Die Abtriebswelle 3 weist in radialer Richtung zwei Stufen 15, 16 auf, wobei die radial weiter innen liegende Stufe 16 ein

Außengewinde 8 aufweist mit dem eine Vorspanneinrichtung 7 einer Lagereinrichtung 4 aufgeschraubt werden kann. Die Vorspanneinrichtung 7 kann in Bezug auf die axiale Erstreckung des Gewindes 8 in axialer Richtung 100 verstellt werden. Die zweite radiale Stufe 15, welche einen größeren Radius gemessen von der Drehachse 101 aufweist, ist auf der linken, also der dem Außengewinde 8

abgewandten Seite abgerundet und bildet so einen Teil einer Lagerlaufbahn 5a für Wälzelemente hier für einen ersten bzw. linken Kugelsatz 6a zweier Kugelsätze 6a, 6b der Lagereinrichtung 4, welche hier in Form eines zweireihigen Schrägkugellagers ausgebildet ist.

Mittels der Vorspanneinrichtung 7, die ebenfalls ausgebildet ist, einen Teil einer Lagerlaufbahn 5b für Wälzelemente der Lagereinrichtung 4, also hier für den rechten bzw. zweiten Kugelsatz 6b des doppelten Schrägkugellagers bereitzustellen, kann die Vorspannung für die Wälzelemente 6 der Lagereinrichtung 4, also für die beiden Kugelsätze 6a, 6b, eingestellt werden, je nachdem wie weit die Vorspanneinrichtung 7 in axialer Richtung auf die Abtriebswelle 3 aufgeschraubt wird. Die Steigung des Gewindes ist dabei möglichst klein, insbesondere ist das Gewinde ein Feingewinde, so dass die Vorspannung präzise eingestellt werden kann. Auf der radial äußeren Seite der beiden Wälzelementsätze 6a, 6b ist zu deren Festlegung ein Lageraußenring 1 1 angeordnet, der einerseits auf seiner radialen Außenseite mit dem ersten Getriebeelement 2 verbunden ist, beispielsweise über eine formschlüssige Verbindung wie eine Verschraubung oder dergleichen. Auf seiner radial inneren Seite, also der den Wälzelementen benachbarten Seite, ist dieser ausgebildet, jeweils einen Teil der Lagerlaufbahnen 5a‘, 5b‘ für die Wälzelemente 6a, 6b bereitzustellen. Die Teile der Lagerlaufbahnen 5a, 5b auf der Abtriebswelle 3 sowie auf der Vorspanneinrichtung 7 sind im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet. Gleiches gilt entsprechend für die Teile der Lagerlaufbahnen 5a‘, 5b‘ auf der radialen Innenseite des Lageraußenrings 1 1 , um eine zuverlässige Lagerung bereitzustellen. Die Teile der Lagerlaufbahnen 5a‘, 5b‘ auf der radialen Innenseite des Lageraußenrings 1 1 sind dabei punktsymmetrisch zu den jeweiligen Teilen der Lagerlaufbahnen 5a, 5b auf der Abtriebswelle 3 bzw. der Vorspanneinrichtung 7.

Mit anderen Worten wird die radiale Innenlaufbahn des in Figur 1 zweireihigen Schrägkugellagers 4 direkt auf der Welle 3 und nicht in separaten Lagerringen gefertigt. Somit ist die Führung des linken Wälzkörpersatzes 6a durch die Welle 3 und den Lageraußenring 1 1 sichergestellt. Der rechte Kugelsatz 6b wälzt auf der Vorspanneinrichtung 7 in Form einer Verschraubungseinheit ab. Die Verschraubungseinheit 7 ist dabei in Form eines Gewinderings mit integrierter Teil-Wälzkörperlaufbahn ausgebildet. Die axiale Fixierung der gesamten Lagereinrichtung 4 ist durch das Festlegen der Vorspanneinrichtung, hier durch ein Anziehen der

Verschraubungseinheit 7 sichergestellt.

Zur Herstellung der Getriebeanordnung 1 gemäß Figur 1 wird zunächst das zweite Getriebeelement 3 bereitgestellt und die entsprechenden Teile der Lagerlaufbahnen für die darin aufzunehmenden Wälzelemente ausgebildet. Dann wird der erste Wälzkörperelementsatz 6a angeordnet. Anschließend wird das erste Getriebeelement 2 mit dem Lageraußenring 1 1 verschraubt und erstes Getriebeelement 2 zusammen mit dem Lageraußenring auf der radialen Außenseite des ersten Wälzkörpersatzes 6a angeordnet. Danach wird der rechte Wälzkörpersatz 6b angeordnet und mit der Verschraubungseinheit 7 die gesamte Lagereinrichtung 4 fixiert.

Figur 2 zeigt einen Wankstabilisator mit einer Getriebeanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Figur 2 zeigt einen Teil eines bekannten Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs. Im Detail ist der Bereich einer Hinterachse eines Fahrzeugs gezeigt. In üblicher weise sind hier Räder 202 über eine Fahrzeughinterachse 203 mit einem Dämpfer 200 und einem Federbein 201 verbunden. Federbein 201 und Dämpfer 200 sind wiederum mit einer Karosserie 204 des Fahrzeugs verbunden. Die Fahrzeugachse 203 ist weiter mit einer Stabilisatoranordnung 30 verbunden, um Wankbewegungen beim Einlenken des Fahrzeugs zu minimieren. Die Stabilisatoranordnung 30 umfasst dabei einen Aktuator 205, der einen Elektromotor 40 und ein Getriebe 50 umfasst, mit dem zwei Teilabschnitte 30a, 30b der Stabilisatoranordnung 30 gegeneinander verdrehbar sind, um besagte Wankbewegungen des Fahrzeugs auszugleichen. Das Getriebe 50 umfasst dabei eine Getriebeanordnung 1 gemäß Figur 1 , sodass zum einen bei einem Lastwechsel des Fahrzeugs ein Schlagen des Getriebes 50 der

Stabilisatoranordnung minimiert wird, zum anderen ein kompakter Bauraum für das Getriebe 50 bereitgestellt wird.

Zusammenfassend weist zumindest eine der Ausführungsformen der Erfindung zumindest einen der folgenden Vorteile auf:

• Reduzierung des axialen Bauraums

• Reduzierung des radialen Bauraums

• Hohe Flexibilität durch Einsteilbarkeit von Anzugsmoment bzw. Verschraubungsweg und damit Einstellung von axialen und/oder radialen Betriebsspiel.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Bezugszeichen Getriebeanordnung

erstes Getriebeelement

zweites Getriebeelement

Lagereinrichtung

a, 5a‘

b, 5b‘ Lagerlaufbahn

Wälzelemente

a, 6b linker, rechter Wälzelementsatz

Vorspanneinrichtung

Verschraubung

Schrägkugellager

0 Verschraubung

1 Lageraußenring

5, 16 radiale Stufe

0 Stabilisatoranordnung

0a, b Teilabschnitte

0 Elektromotor

0 Getriebe

00 Dämpfer

01 Federbein

02 Räder

03 Fahrzeughinterachse

04 Karosserie

05 Aktuator